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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft allgemein Verfahren zur Synthese eines chemotherapeutischen
Mittels, das in der Behandlung verschiedener Malignitäten einsetzbar
ist. Diese Erfindung betrifft insbesondere verbesserte Verfahren
zur Synthese von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin, wobei
die anionische Form eines 2-Chlor-6-substituierten Purins mit einer geschützten und
aktivierten 2-Deoxy-2-fluor-D-arabinofuranose
umgesetzt wird, gefolgt vom Umsetzen mit einer geeigneten Base,
zum Beispiel Ammoniak, um 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch neue Zwischenverbindungen, die
bei der Synthese des 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amins
verwendet werden, zum Beispiel 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-6-alkoxy-9H-purine
und bestimmte 2-Chlor-6-substituierte 9-(2-Deoxy-2-fluor-3,5-di-geschützte-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purine.
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Hintergrund der Erfindung
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Clofarabin
[2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin] wies
bei Mäusen,
die mit P388-Leukämie
inokuliert worden waren, Cytotoxizität auf. Wie von Montgomery et
al., Synthesis and Biologic Activity of 2'-F1uoro-2-Halo Derivatives of 9-β-D-Arabinofuranosyladenine,
Journal of Medicinal Chemistry, 1992, 35, S. 397-401, berichtet
wurde, ergab Clofarabin eine gute Erhöhung der Lebenszeit von Mäusen, die
mit P388-Leukämie inokuliert
waren. Das 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin war
die wirksamste Verbindung in dem getesteten System. Außerdem wies
diese Verbindung im Vergleich zu Fludarabin eine reduzierte Spaltung
in vivo der glycosidischen Verbindung auf.
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Das
beschriebene Verfahren zur Synthese von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
umfaßt
ein Verfahren unter Verwendung von 3-O-Acetyl-5-O-benzoyl-2-deoxy-2-fluor-D-arabinofuranosylbromid
zur Kopplung mit 2,6-Dichlorpurin, gefolgt von einer Aminierung/Entschützungsfolge
(siehe Montgomery et al., 9-(2-Deoxy-2-fluoro-β-D-arabinofuranosyl)guanine:
A Metabolically Stahle Cytotoxic Analogue of 2'-Deoxyguanosine, Journal of Medicinal
Chemistry, 1986, 29, S. 2389-2392; und Montgomery et al., Synthesis
and Biologic Activity of 2'-Fluoro-2-halo Derivatives
of 9-β-Arabinofuranosyladenine,
Journal of Medicinal Chemistry, 1992, 35, S. 397-401).
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Allerdings
resultierte das beschriebene Verfahren zur Synthese von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
in niedrigen Gesamtausbeuten an Produkt, typischerweise im Bereich
von etwa 13 %. Die beschriebene Kopplungsreaktion produzierte ein
Gemisch aus Nukleosiden, aus denen das gewünschte 9-β-Intermediat nach sorgfältiger Chromatographie
in nur 32%iger Ausbeute erhalten wurde. Eine direkte Aminierung/Entschützung dieses
Materials lieferte das gewünschte
2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
plus ein partiell benzoyliertes 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin,
das eine weitere Basenbehandlung erforderte. Reines 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin wurde
nur nach mehreren Umkristallisationen zur Entfernung von Salz und
restlichem Benzamid erhalten.
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Solche
ineffizienten Reaktionen werden die Fähigkeit, 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
kommerziell zu produzieren, inhibieren. Somit gibt es einen Bedarf
für ein
verbessertes Verfahren zur Synthese von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin,
das in erhöhten
Ausbeuten und/oder verringerten Verfahrensschritten resultiert.
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Galina
V. Zaitseva et al., Bioorganic & Medicinal
Chemistry Letters, Bd. 5, Nr. 24, S. 2999-3002, 1995, beschreibt
die Synthese von 2-Chlor-2'-deoxy-2'-fluorandenosin.
Eine derartige Synthese umfaßt
die Kondensation von 1-O-Acetyl-3,5-di-O-benzoyl-2-deoxy-2-fluor-β-D-ribofuranose
mit trimethylsilyliertem 2,6-Dichlorpurin in Gegenwart von Zinn(IV)-chlorid
in wasserfreiem Acetonitril bei Raumtemperatur, Isolierung des β-Nukleosids,
Umwandlung in Amin über
sukzessive Wirkung einer gesättigten
Lösung
von Ammoniak in 1,2-Dimethoxyethan und dann methanolischem Ammoniak
und Gel-Chromatographietrennung.
Das Verfahren ist durch geringe Gesamtausbeuten an Produkt gekennzeichnet.
Keine der Verbindungen, die durch eine solche Referenz offenbart
ist, wird in dieser Anmeldung beansprucht.
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US-A-4,751,221
offenbart bestimmte 2-Fluor-arabinofuranosylpurin-Nukleoside und ihr
Herstellungsverfahren. Keine der Verbindungen, die durch diese Referenz
offenbart ist, wird in dieser Anmeldung beansprucht.
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WO
92/20347 offenbart bestimmte 2-Fluor-2-substituierte Adeninylarabinoside
als Antikrebsmittel und ihr Herstellungsverfahren. Keine der Verbindungen,
die in dieser Referenz offenbart sind, werden in dieser Anmeldung
beansprucht.
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Ma
Tianwei et al., "Synthesis
and Anti-Hepatitis B Virus Acitivity of 9-(2-deoxy-2-fluoro-β-L-arabinofuranosyl)purine
Nucleosides", Journal
of Medicinal Chemistry (1997), 40(17), 2750-2754, bezieht sich auf
die Beurteilung der Anti-Hepatitis B-Virus-Aktivität von verschiedenen
9-(Deoxy-2-fluor-β-L-arabinofuranosyl)-9H-purin-Nukleotiden,
einschließlich
2-Chlor-9-(deoxy-2-fluor-β-L-arabinofuranosyl)adenin
(Verbindung 21). Dieser Artikel legt keine Verfahren nahe, die in
dieser Anmeldung beansprucht werden, da er sich unter anderem nicht
einmal auf die Synthese von 2-Chlor-9-(deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
[Clofarabin) bezieht.
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EP-A-0
577 303 betrifft spezifisch eine stereoselektive Glycosylierung
zur Herstellung eines β-Anomer-angereicherten
Nukleosids. Es beschreibt die optionale Umwandlung der Nukleobase
in ein Metallsalz durch Zugabe einer Base, zum Beispiel eines Metallalkoxids,
legt aber nicht die Reaktion des Produktes ein 2-Chlor-6-substituierten
Purins und geschützten
und aktivierten 2-Deoxy-2-fluor-D-arabinofuranosyl mit einem Alkoxid
unter Bildung eines Zwischenprodukts 2-Chlor-6-alkoxy-purin-Nukleosid
nahe. Darüber
hinaus legt es kein Ausgangspurin mit einer Chlor-Gruppe in Position
2 nahe und legt nicht die Austauschbarkeit der D- und L-Form der
Verbindung nahe. Alle Beispiele darin sind in der D-Form.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Bereitstellung
eines Verfahrens zur Synthese von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
in hoher Ausbeute, das folgendes umfaßt: Umsetzen der anionischen Form
eines 2-Chlor-6-substituierten Purins mit einer geschützten und
aktivierten 2-Deoxy-2-fluor-D-arabinofuranose unter Bereitstellung
eines 2,6-Dichlor-9-substituierten Purin-Nukleosids. Dieses Produkt
wird dann mit einem Alkoxid umgesetzt, um ein 2-Chlor-6-alkoxypurin-Nukleosid
bereitzustellen. Diese Verbindung wird dann mit Ammoniak umgesetzt, um
2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin bereitzustellen.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Synthese von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
durch Umsetzung der anionischen Form eines 2- Chlor-6-substituierten Purins mit einer
geschützten
und aktivierten 2-Fluor-2-deoxy-D-arabinofuranose
unter Bereitstellung eines Reaktionsproduktes, das ein Purin-Nukleosid
umfaßt, gefolgt
von einer Umsetzung des Purin-Nukleosids mit einer geeigneten Base,
zum Beispiel Ammoniak, um 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
bereitzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf neue Zwischenprodukte,
die in der Synthese von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
eingesetzt werden. Diese Zwischenprodukte umfassen 2-Chlor-6-substituierte 9-(2-Deoxy-2-fluor-3,5-di-geschützte β-D-arabinofuranoxyl)-9H-purine,
wobei der 6-Substituent aus der Gruppe von Azido und Alkoxy ausgewählt ist.
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Weitere
Merkmale und Aufgaben und Vorzüge
der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung deutlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Reaktion,
die ein Syntheseverfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt. 2 ist
eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform
eines anderen Syntheseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform
eines weiteren Syntheseverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bester Modus
zur Durchführung
der vorliegenden Erfindung und verschiedene Modi zur Durchführung der vorliegenden
Erfindung
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1 stellt
eines der Syntheseverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung dar. Diese chemische Reaktion stellt wie in 1 dargestellt
ein zweckdienliches Verfahren zur Herstellung von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin(5)
in drei Schritten dar, das in Gesamtausbeuten von 44 % resultiert.
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Für den ersten
Schritt wird eine geschützte und
eine aktivierte 2-Deoxy-2-fluor-D-arabinofuranose
2 mit einem 2-Chlor-6-substituierten Purin unter Bereitstellung
eines Reaktionsproduktes, das ein 9-substituiertes Purin-Nukleosid
3 umfaßt,
umgesetzt. In dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die bevorzugte Gruppe in der 6-Position ein
Halogen.
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Das
bevorzugte 2-Chlor-6-substituierte Purin in der anionischen Form,
das in diesem Reaktionsschema verwendet wird, ist 2,6-Dichlorpurin.
Bei spiele für
geeignete anionische Formen umfassen Alkalimetallsalze und organische
Aminsalze. Alkalimetallsalze umfassen Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze. Die
Metallsalze können
aus Metallhydriden, zum NaH, KH und LiH oder -Alkoxiden wie zum
Beispiel NaOCH3 und KOCH3 erhalten
werden.
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Organische
Basen zur Bildung von Aminsalzen umfassen gehinderte starke Aminbasen,
zum Beispiel DBU (1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en); DBN (1,5-Diazabicylo[4.3.0]non-5-en);
Dabco (1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan) und N,N-Diisopropylethylamin.
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Eine
bevorzugte anionische Form ist das Natriumsalz. Die anionische Form
wird benötigt,
um die gewünschten
Kopplungsreaktion zu erreichen. Die 2-Deoxy-2-fluor-D-arabinofuranose
enthält
an den 3- und 5-Hydroxyl-Gruppen
Schutzgruppen und eine Aktivierungsgruppe in C-1-Position. Hydroxy-Schutzgruppen,
die auf dem Fachgebiet bekannt sind, werden in Kapitel 3 von Protective
Groups in Organic Chemistry, McOmie Hrsg., Plenum Press, New York (1973)
und Kapitel 2 von Protective Groups in Organic Synthesis, Greene,
T., John Wiley and Sons, New York (1981 und 1999) beschrieben, deren
Offenbarungen hier durch Referenz aufgenommen werden. Geeignete
Schutzgruppen für
die Hydroxyl-Gruppen umfassen Ester-bildende Gruppen, Carbonate,
Alkylether, Arylether, Silylether und Carbonate. Beispiele für geeignete
Ester sind Formyl, Acetyl, substituiertes Aceryl, Propionyl, Butinyl,
Pivaloyl, 2-Chloracetyl, Benzoyl, substituiertes Benzoyl, Phenoxycarbonyl, Methoxyacetyl
und Toluoyl.
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Beispiele
für Carbonat-Derivate
sind Phenoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Vinyloxycarbonyl,
2,2,2-Trichlorethoxycarbonyl und Benzyloxycarbonyl.
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Beispiele
für Alkylether-
und Arylether-bildende Gruppen sind Benzyl, p-Chlorbenzyl, Diphenylmethyl,
Triphenylmethyl, t-Butyl, Methoxymethyl, Tetrahydropyranyl, Allyl,
Tetrahydrothienyl, 2-Methoxyethoxymethyl.
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Beispiele
für Silylether-bildende
Gruppen sind Trialkysilyl, Trimethylsilyl, Isopropyldialkylsilyl, Alkyldiisopropylsilyl,
Triisopropylsilyl, t-Butyldialkylsilyl und 1,1,3,3-Tetraisopropyldisiloxanyl.
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Beispiele
für Carbanate
sind N-Phenylcarbamat und N-Imidazoylcarbamat.
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Gemische
von Schutzgruppen können
verwendet werden, wenn dies gewünscht
wird. Beispielsweise kann die 2-Deoxy-2-fluor-D-arabinofuranose
2 zwei Acyl-Gruppe, zwei Ether-Gruppen oder Kombinationen von Acyl-
und Ether-Gruppen haben.
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Beispiele
für Aktivierungsgruppen
für das C-1
des Kohlenhydrats umfassen Halogen, zum Beispiel Cl, Br und F; Alkylsulfonyloxy,
substituiertes Alkylsulfonyloxy; Arylsulfonyloxy und substituiertes Arylsulfonyloxy.
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Geeignete
Alkyl-Substituenten enthalten 1 bis 8 Kohlenstoffatome und typischerweise
1 bis 4 Kohlenstoffatome, zum Beispiel Methyl, Ethyl und Propyl.
Eine geeignete Aryl-Gruppe umfaßt
Phenyl.
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Beispiele
für Alkyl-
und substituierte Alkylsulfonyloxy-Gruppen sind Methansulfonyloxy
und 2-Chlorethansulfonyloxy.
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Beispiele
für Aryl-
und substituierte Arylsulfonyloxy-Gruppen sind Benzolsulfonyloxy,
Toluolsulfonyloxy, p-Nitrobenzolsulfonyloxy und p-Brombenzolsulfonyloxy,
wobei Methansulfonyloxy am meisten bevorzugt ist.
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Eine
bevorzugte Schutzgruppe ist Benzoyl und eine bevorzugte Aktivierungsgruppe
ist Brom. Eine spezifische Verbindung, die als Zuckerverbindung
2 verwendet werden kann, ist 2-Deoxy-2-fluor-3,5-di-O-benzoyl-α-D-arabinofuranosylbromid, wie
es durch C.H. Tann et al., J. Org. Chem. 1985, 50, 3644-3647 hergestellt
wird; die Offenbarung dieser Literaturstelle wird durch Bezugnahme
hier aufgenommen.
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Das
Purin und das aktivierte Kohlenhydrat-Derivat werden typischerweise
in annähernd äquivalenten
Mengen oder mit einem Überschuß des Purins
und typischerweise etwa 1:1 bis 3:1, vorzugsweise etwa 1:1 bis etwa
1,5:1 und bevorzugter etwa 1:1 bis etwa 1,2:1 Purin zu aktiviertem
Kohlenhydrat-Derivat
eingesetzt.
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Dieser
Schritt des Verfahrens wird typischerweise bei Temperaturen von
etwa 0° bis
etwa 100°C, typischer
etwa 20°C
bis etwa 70°C
und vorzugsweise etwa 20°C
bis etwa 40°C
und bei normalen atmosphärischen
Drücken
durchgeführt.
Wenn es gewünscht
wird, können
allerdings höhere
oder niedrigere Drücke
verwendet werden. Dieser Schritt des Verfahrens dauert bis zur Vollständigkeit
etwa 3 bis etwa 24 Stunden.
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Die
Reaktion der oben beschriebenen Purin-Verbindung 1 mit dem Arabinofuranosezucker
2 findet vorzugsweise in Gegenwart eines Lösungsmittels statt. Ein solches
Lösungsmittel
kann ein dipolares, aprotisches Lösungsmittel, zum Beispiel Aceteon,
Acetonitril, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Sulfolan, Dimethylacetamid,
und Ether wie zum Beispiel Tetrahydrofuran, Dioxan und Dimethoxyethan sein.
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Wenn
die Reaktion des Purin 1 und des Arabinofuranosezuckers 2 vollständig ist,
kann des Reaktionsgemisch filtriert werden und das Lösungsmittel
kann verdampft werden, bis ein Schaum erhalten wird. Der Schaum
kann an Flash-Silica unter Verwendung von Isopropylacetat/Hexan
oder einer beliebigen anderen geeigneten Lösung als Elutionsmittel gereinigt
werden. Die Fraktionen, die das gewünschte 9-β-Isomer enthalten, können kombiniert
werden und zu einem Rückstand
eingeengt werden, der aus Ethanol kristallisiert werden kann, wodurch
das gewünschte
9-substituierte Purin-Nukleosid 3 erhalten wird.
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Für den nächsten Schritt
wird das 9-substituierte Purin-Nukleosid 3 mit einem Alkoxy umgesetzt, um
das entsprechende 2-Chlor-6-alkoxypurin-Nukleosid 4 zu erhalten. Das Alkoxid
ist vorzugsweise ein Alkalimetallalkoxid und am bevorzugtesten Natriummethoxid.
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Dieser
Schritt des Verfahrens wird typischerweise bei Temperaturen von
etwa 0°C
bis etwa 100°C,
typischer etwa 20°C
bis etwa 40°C
und bei normalen atmosphärischen
Drücken
durchgeführt. Auf
Wunsch können
höhere
oder niedrigere Drücke angewendet
werden. Dieser Schritt des Verfahrens nimmt zur Vollendung typischerweise
etwa 3 bis etwa 24 Stunden in Anspruch.
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Darüber hinaus
erfolgt dieser Schritt des Verfahrens vorzugsweise in Gegenwart
eines Lösungsmittels,
wobei ein bevorzugtes Lösungsmittel
ein Alkohol ist, der dem in der Reaktion verwendeten Alkoxid entspricht.
Nach Beendigung kann das Reaktionsgemisch mit einem Ionenaustauschharz
behandelt werden, filtriert werden und zu einem Rückstand eingeengt
werden. Ein im Handel verfügbares
Ionenaustauschharz, das sich für
diesen Zweck als nützlich
erwiesen hat, ist Dowex 50WX8-400-Ionenaustauschharz.
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Das
gewünschte
6-Alkoxypurin-Nukleosid 4 kann aus dem Rückstand abgeleitet werden,
der in diesem Schritt erhalten wird, und zwar durch mehrmaliges
Verreiben des Rückstands
mit Hexan, gefolgt vom Dekantieren des überstehenden Liquors. Der so
erhaltene Rückstand
kann dann entweder umkristallisiert werden oder anstelle eines Umkristallisierens
in kaltem Isopropylalkohol aufgeschlämmt werden, wodurch 6-Alkoxypurin-Nukleosid
4 erhalten wird.
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Schließlich kann
2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin (5)
durch Umsetzen des 6-Alkoxypurin-Nukleosids 4 und Ammoniak erhalten
werden.
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Dieser
Schritt des Verfahrens wird typischerweise bei Temperaturen von
etwa 20°C
bis etwa 120°C
und typischer etwa 70°C
bis etwa 100°C,
und typischerweise bei Drücken,
die in einem dicht verschlossenen Gefäß bei den obigen Temperaturen
erzeugt werden, durchgeführt.
Dieser Schritt des Verfahrens nimmt bis zur Vollendung typischerweise etwa
12 Stunden bis etwa 24 Stunden in Anspruch.
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Dieser
Schritt des Verfahrens kann in Gegenwart eines alkoholischen Lösungsmittels,
zum Beispiel Methanol oder Ethanol, oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels
durchgeführt
werden.
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Der
Ammoniak liegt typischerweise als alkoholische Lösungsmittel, zum Beispiel in
Methanol oder Ethanol (typischerweise gesättigt bei 5°C) vor. In einer bevorzugten
Ausführungsform
findet diese Reaktion in einer Stainless-Steel-Bombe bei 80°C (65 psi)
statt. Wenn die Reaktion beendet ist, kann das Lösungsmittel entfernt werden
und der Rückstand
in refluxierendem Methanol aufgelöst werden und vorzugsweise
heiß filtriert
werden. Beim Abkühlen
kann das rohe Produkt 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) durch Filtration isoliert werden. Das Produkt kann aus Methanol
umkristallisiert werden, um hochqualitatives 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) zu ergeben. Weitere Umkristallisierungen von eingeengten Filtraten
aus Methanol sind optional, um zusätzliches 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) zu erhalten.
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Was 2 angeht,
so stellt sie ein anderes Reaktionsschema gemäß der vorliegenden Erfindung
zur Synthese von 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin (5)
dar.
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Im
ersten Schritt wird eine geschützte
und aktivierte 2-Deoxy-2-fluor-D-arabinofuranose
2 mit der anionischen Form eine 2-Chlor-6-substituierten Purin 1 umgesetzt, um
ein Reaktionsprodukt bereitzustellen, das ein 9-substituiertes Purin-Nukleosid
3 umfaßt.
Beispiele geeigneter Substituenten in der 6-Position umfassen Gruppen,
zum Beispiel Amino, geschützte
Amino-Gruppen, Azido und Alkoxy, wobei Amino bevorzugt ist. Geeignete
Alkoxy-Gruppen sind Methoxy und Ethoxy.
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Geeignete
Amino-Schutzgruppen sind Acyl, Imino und Carbamate. Geeignete Acyl-Gruppen
sind Acetyl-, Benzoyl-, p-Methoxybenzoyl, 2-Methylbutyryl und Pivaloyl.
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Eine
geeignete Imino-Gruppe ist Dimethylaminomethylen.
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Geeignete
Carbamate sind Isobutyl-, t-Butyl-, Benzyl-, p-Methoxybenzyl-Carbamate.
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Das
bevorzugte Purin ist die anionische Form von 2-Chlor-6-aminopurin.
Beispiele für
geeignete anionische Formen umfassen Alkalimetallsalze und organische
Aminsalze, wie sie oben bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung diskutiert wurden. Bevorzugte anionische Formen sind das
Natriumsalz und Aminsalze, zum Beispiel DBU.
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Die
2-Deoxy-2-fluor-D-arabinofuranoxyl-Gruppierung enthält Schutzgruppen
an den 3- und 5-Hydroxyl-Gruppen und eine Aktivierungsgruppe in
der C-1-Position.
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Beispiele
für geeignete
Schutzgruppen und Aktivierungsgruppen sind die, die oben für die erste Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung diskutiert wurden.
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Eine
bevorzugte Schutzgruppe ist Benzoyl und eine bevorzugte Aktivierungsgruppe
ist Brom.
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Eine
spezifische Verbindung, die als Zuckerreaktant 2 verwendet werden
kann, ist 2-Deoxy-2-fluor-3,5-di-O-benzoyl-α-D-arabinofuranosylbromid.
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Das
Purin und das aktivierte Kohlenhydrat-Derivat werden typischerweise
in etwa äquivalenten
Mengen oder mit einem Überschuß des Purins und
typischer etwa 1:1 bis etwa 3:1, vorzugsweise etwa 1:1 bis etwa
1,5:1 und bevorzugter etwa 1:1 bis etwa 1,2:1 Purin zu dem aktivierten
Kohlenhydrat-Derivat
verwendet.
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Dieser
Schritt des Verfahrens wird typischerweise bei Temperaturen von
etwa 0°C
bis etwa 100°C,
typischer etwa 20°C
bis etwa 70°C
und vorzugsweise etwa 20°C
bis etwa 40°C
und bei normalen atmosphärischen
Drücken
durchgeführt.
Allerdings können,
wenn es gewünscht
wird, höhere
oder niedrigere Drücke
verwendet werden. Dieser Schritt des Verfahrens nimmt typischerweise
etwa 3 bis etwa 96 Stunden zur Vervollständigung in Anspruch.
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Die
Reaktion der oben beschriebenen Purin-Verbindung 1 mit dem Arabinofuranosezucker
2 erfolgt vorzugsweise in Gegenwart eines Lösungsmittels. Ein solches Lösungsmittel
kann ein dipolares, aprotisches Lösungsmittel, zum Beispiel Aceton, Acetonitril,
Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Sulfolan, Dimethylacetamid,
und Ether, zum Beispiel Tetrahydrofuran, Dioxan und Dimethoxyethan
sein.
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Nach
Beendigung der Reaktion des Purin 1 und des Arabinofuranosezuckers
2 kann das Reaktionsgemisch filtriert werden und das Lösungsmittel kann
verdampft werden, bis ein Schaum erhalten wird. Der Schaum kann
an Flash-Silica unter Verwendung von Isopropylaceton/Hexan oder
einer anderen geeigneten Lösung
des Elutionsmittels gereinigt werden. Die Fraktionen, die das gewünschte 9-β-Isomer enthalten,
können
kombiniert werden und zu einem Rückstand
eingeengt werden, der dann aus Ethanol umkristallisiert wird, um
das gewünschte
9-substituierte Purin-Nukleosid 3 zu ergeben.
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Wenn
die Gruppe in der 6-Position Amino oder eine geschützte Amino-Gruppe ist, kann
das gewünschte
2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) erhalten werden, indem das Purin-Nukleosid 3 und eine Base,
zum Beispiel Ammoniak und/oder ein Alkalimetallalkoxid, zum Beispiel
Natriummethoxid, ein Alkalimetallcarbonat, zum Beispiel Natriumcarbonat
und ein Alkalimetallhydroxid, zum Beispiel Lithiumhydroxid, umgesetzt
werden. Dieser Schritt des Verfahrens mit diesen Gruppen wird typischerweise
bei Temperaturen etwa –20°C bis etwa
80°C und
typischer etwa 0°C
bis etwa 50°C
und typischerweise bei Drücken,
die in einem dicht verschlossenen Gefäß bei den obigen Temperaturen
erzeugt werden, durchgeführt.
Dieser Schritt des Verfahrens nimmt zur Vervollständigung
etwa eine Stunde bis etwa 24 Stunden in Anspruch.
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Wenn
die Gruppe in der 6-Position Azido ist, kann das gewünschte 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) erhalten werden, indem das Purin Nukleosid 3A mit einem Reduktionsmittel,
zum einem Hydrierungsmittel, umgesetzt wird, um die Azido-Gruppe
zu einer Amino-Gruppe
zu reduzieren, und dann mit einer Base, wie oben diskutiert (siehe 3)
umgesetzt wird. Der Reduktionsschritt kann zum Beispiel durch Umsetzung
mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators, zum
Beispiel Platin oder Palladium, durchgeführt werden. Dieser Schritt
des Verfahrens wird typischerweise bei etwa normalen Raumtemperaturen
und einem Druck von etwa 1 atm bis etwa 3 atm durchgeführt. Wenn
darüber
hinaus die Gruppe in der 6-Position Azido ist, kann die Reihenfolge
der Reaktionsschritte umgekehrt werden. Das gewünschte 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) kann insbesondere auch erhalten werden, indem das Purin-Nukleosid
3 mit einer Base, wie oben diskutiert wurde, umgesetzt wird und
dann mit einem Reduktionsmittel umgesetzt wird, um die Azido-Gruppe
zu einer Amino-Gruppe zu reduzieren.
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Wenn
die Gruppe in der 6-Position Alkoxy ist, kann das gewünschte 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) erhalten werden, indem das Purin-Nukleosid 3 mit Ammoniak umgesetzt
wird.
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Dieser
Schritt des Verfahrens wird typischerweise bei etwa normalen Raumtemperaturen
bis etwa 120°C
und typischer bei etwa 70°C
bis etwa 100°C
und typischerweise bei Drücken,
die bei den obigen Temperaturen in einem verschlossenen Behälter erzeugt
werden, durchgeführt.
Dieser Schritt des Verfahrens nimmt zur Vollendung typischerweise etwa
12 Stunden bis etwa 24 Stunden in Anspruch.
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Dieser
Schritt des Verfahrens wird typischerweise in Gegenwart eines alkoholischen
Lösungsmittels,
zum Beispiel Methanol oder Ethanol, oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels
durchgeführt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
zur Umwandlung von 3 in 5 umfassen eine Verwendung von Ammoniak
oder Natriummethoxid. In den Beispielen, in denen die Gruppe (R
in 3 in 2) Amino, geschütztes Amino,
zum Beispiel Acylamino, Imino und Carbamat ist, besteht eine bevorzugt
Ausführungsform
darin, Natriummethoxid bei etwa 0°C
bis normalen Raumtemperaturen zu verwenden. Alternativ kann Ammoniak
eingesetzt werden.
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Der
Ammoniak, wenn er verwendet wird, liegt typischerweise als alkoholische
Lösung,
zum Beispiel in Methanol oder Ethanol (typischerweise gesättigt bei
5°C) vor.
In einer bevorzugten Ausführungsform
findet diese Reaktion bei Raumtemperatur in einer Stainless-Steel-Bombe
statt. Wenn die Reaktion beendet ist, kann das Lösungsmittel entfernt werden
und der Rückstand
kann in refluxierendem Methanol gelöst werden und vorzugsweise
wird heiß filtriert.
Nach dem Abkühlen
kann das rohe Produkt 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) durch Filtration isoliert werden. Das Produkt kann aus Methanol
umkristallisiert werden, um hochqualitatives 2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin (5) zu ergeben.
Weitere Umkristallisationen der eingeengten Filtrate aus Methanol
sind optional um zusätzliches
2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin
(5) zu erhalten.
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Ein
Fachmann auf diesem Gebiet wird leicht sehen, daß eine gewisse Modifikation
an den bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung, die oben ausgeführt
sind, durchgeführt
werden können.
Eine weitere Erläuterung
der vorliegenden Erfindung wird in den folgenden Beispielen gegeben,
welche nicht dazu konstruiert sind, die Erfindung in irgendeiner Weise
zu beschränken.
Die Beispiele erläutern
die einzelnen Schritte des oben beschriebenen Erfindungsverfahrens.
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Beispiel 1
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2,6-Dichlor-9-(2-deoxy-2-fluor-3,5-di-O-benzoyl-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin
(3) (1, R'=Cl)
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Eine
Suspension von 2,6-Dichlorpurin (4,0 g, 21,2 mmol) in wasserfreiem
Acetonitril (130 ml) mit Raumtemperatur wurde mit NaH (916 mg, 60%ig
in Öl,
gewaschen mit Heptan, 22,9 mmol) behandelt und das Gemisch wurde
15 Minuten unter Argon gerührt.
Zu dieser gerührten
Suspension wurde eine Lösung
von 2-Deoxy-2-fluor-3,5-di-O-benzoyl-α-D-arabinofuranosylbromid (C.H.
Tann, et al., J. Org. Chem. 1985, 50, 3644-3647; 9 g, 21,3 mmol)
in Acetonitril (29 ml) tropfenweise gegeben und das Gemisch wurde
bei Raumtemperatur über
Nacht gerührt.
Unlösliches
Material wurde durch Filtration entfernt und mit Acetonitril und
Chloroform gewaschen. Das kombinierte Filtrat und die Waschflüssigkeiten
wurden zu einer glasartigen Masse eingeengt. Eine Chloroform-Lösung dieses
Rückstands
wurde auf eine Flash-Säule
aufgebracht, die Silicagel 60 (70-230 mesh, E. Merck) enthielt.
Eine Elution mit Chloroform lieferte reinen Fraktionen, die kombiniert
wurden und siedendem Ethanol kristallisiert wurden, wodurch 1,6 g
(14 %) reines Produkt erhalten wurde (HPLC, 100 % 9-β). Material
aus weniger reinen Fraktionen wurde aus Chloroform mit 5°C kristallisiert,
6,3 g (56 %) (HPLC, 97 % 9-β,
3 % 9-α).
Nach Strukturbestätigung durch 1H-NMR wurde dieses Material direkt im nächsten Schritt
eingesetzt.
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Beispiel 2
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2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-6-methoxy-9H-purin (4)
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2,6-Dichlor-9-(2-deoxy-2-fluor-3,5-di-O-benzoyl-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin
(3) (4,7 g, 8,85 mmol), das in Beispiel 1 hergestellt worden war,
wurde in wasserfreiem Methanol (200 ml) mit Raumtemperatur suspendiert.
Zu diesem Gemisch wurde eine 25 Gew.%ige Lösung von Natriummethoxid in
Methanol (2,23 ml, 9,75 mmol) in einer Portion gegeben. Nach 1,5-stündigem Rühren wurde
die Reaktion eine klare Lösung.
Nach 20 Stunden wurde die Reaktion mit einem starken Kationenaustauschharz
(Dowex 50 × 4
(H+]) neutralisiert, nach 15 Minuten gesammelt und
mit Methanol gewaschen. Das kombinierte Filtrat wurde einer Verdampfung
unterzogen und lieferte einen Gummi, der mit zwei Portionen Petrolether,
30 bis 60°C,
(dekantiert) verrieben wurde. Das verbleibende Material wurde in
heißem
2-Propanol (30 ml) gelöst
(zur Klarheit filtriert) und die Lösung wurde bei Raumtemperatur
Kristalle abscheiden gelassen, bevor sie über Nacht abgekühlt wurde
(5°C). Das
Produkt wurde gesammelt, mit eiskaltem 2-Propanol gewaschen und
im Vakuum getrocknet, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde,
1,7 g (60 %), Sp. 199–200°C (HPLC,
98 %). Flash-Chromatographie des eingeengten Filtrats (Silicagel
60, 70-230 mesh, E. Merck) mit 95,5 Chloroform-Methanol als Lösungsmittel
lieferte zusätzliches
Material; 0,55 g (20 %), Sp. 196–197°C (HPLC, 96 %).
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Beispiel 3
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2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofurnosyl)-9H-purin-6-amin
(5)
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2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-β-D-arabinofuranosyl)-6-methoxy-9H-purin
(4) (6,2 g, 19,5 mmol), das wie in Beispiel 2 hergestellt worden
war, wurde in eine Stainless-Steel-Druckbombe mit 300 ml Ethanol,
das mit wasserfreiem Ammoniak gesättigt war (0°C) gegeben.
Der dicht verschlossene Behälter wurde
für 16
h bei 18°C
erwärmt.
Zu der unvollständigen
Reaktion wurde mehr ethanolisches Ammoniak (30 ml) gegeben und das
Erhitzen wurde für
4 Stunden fortgesetzt. Die Reaktionslösung, die eine Spur Ausgangsmaterial
enthielt, wurde zu einem weißen
Schaum eingeengt, der aus heißem
Methanol (75 ml) kristallisierte, 5,1 g. Dieses relativ reine Material
wurde in refluxierendem Methanol (110 ml) gelöst, filtriert, auf Raumtemperatur
abkühlen
gelassen, dann abgeschreckt. Reine Titelverbindung wurde in zwei
Chargen erhalten, insgesamt 4,6 g (78 %) Sp. 231°C (HPLC, 99 %).
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Beispiel 4
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2-Chlor-9-(2-deoxy-2-fluor-3,5-di-O-benzoyl-β-D-arabinofuranosyl)-9H-purin-6-amin (3)
(2, R=Amino)
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Eine
Suspension von 2-Chloradenin (21 mg, 0,12 mmol) in wasserfreiem
Acetonitril (2,5 ml) mit Raumtemperatur wurde tropfenweise mit 98
% DBU (18 μl,
0,12 mmol) behandelt und das Gemisch 25 min unter Argon gerührt. Zu
dieser gerührten
Suspension wurde tropfenweise eine Lösung von 2-Deoxy-2-fluor-3,5-di-O-benzoyl-α-D-arabinofuranosylbromid
(2) (48 mg, 0,1 mmol) in Acetonitril (0,8 ml) gegeben. Das Gemisch
wurde bei Raumtemperatur gerührt,
bis das 2-Deoxy-2-fluor-3,5-di-O-benzoyl-α-D-arabinofuranosylbromid (2)
verbraucht war. Nach 96 Stunden wurde unlösliches Material durch Filtration
entfernt und mit CHCl3 gewaschen. Die kombinierten
Filtrate wurden zu einem Rückstand eingeengt,
der in CHCl3 gelöst wurde. Diese Lösung wurde
auf eine präparative
Silicagel-Platte (Analtech, 10 × 20
cm, 1000 μm)
aufgebracht, die zweimal in 97:3 CHCl3/MeOH
entwickelt wurde. Produktbanden wurden mit 1:1 CHCl3/MeOH
extrahiert und die Extrakte wurden unter Erhalt weißer Feststoffe
eingeengt, 16 mg (28 %) (HPLC, 100 % 9-β) und 20 mg (34 %) (HPLC, 97
% 9-α).
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Die
obige Beschreibung und die Beispiele der vorliegenden Erfindung
sind nicht beschränkend anzusehen
und es wird klar sein, daß ein
Fachmann leicht Variationen dieser Beschreibung finden wird, die
im Rahmen der Erfindung eingeschlossen sein sollen.